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隨著經(jīng)濟和工業(yè)的快速發(fā)展，中國已經(jīng)成為全球的制造中心。小型PLC在制造業(yè)，尤其是OEM制造業(yè)中，成為大部分控制系統(tǒng)的核心，OEM廠商因此越來越關(guān)注PLC的性能和價格。在工業(yè)自動化傳感器領(lǐng)域具有領(lǐng)導(dǎo)者地位的美國邦納公司，順應(yīng)中國的發(fā)展趨勢和用戶需求，從“工業(yè)傳感器專家”向“傳感|檢測|自動化技術(shù)專家”全面轉(zhuǎn)型，日前成功發(fā)布了SHP系列小型PLC家族的新成員—SHP一體式控制器，憑借簡單、經(jīng)濟和高效三大理念，立刻吸引住了所有OEM制造商的目光，以下以紡織機械行業(yè)為例介紹邦納SHP一體式控制器在紡機上的應(yīng)用。
背景：
紡織生產(chǎn)是從紡織原料加工到生產(chǎn)出高質(zhì)量紡織產(chǎn)品的復(fù)雜過程，應(yīng)用的紡織機械達2千多個品種、5萬多種型號，歸納起來大體可分為三個主要加工過程和五大類紡織機械。以下以圖示表示紡織機械的分類：  
系統(tǒng)概述：
細紗工序是成紗的最后一道工序，是將粗紗進一步牽伸30～50倍并加捻，紡成具有一定特數(shù)、符合相關(guān)質(zhì)量標準的細紗，供捻線、機織或針織使用。傳統(tǒng)細紗機的牽伸原理與粗紗機基本相同，而卷繞和加捻則是由鋼領(lǐng)和鋼絲圈來完成的。環(huán)錠細紗機和傳統(tǒng)粗紗機一樣由一臺電機傳動，通過齒輪箱變換各機構(gòu)需要的速度。在環(huán)錠細紗機各組成部分中，牽伸系統(tǒng)是反映細紗機性能和影響紗線質(zhì)量的最關(guān)鍵因素，而新型的緊密紡紗技術(shù)通過對牽伸部分進行創(chuàng)造性改造，將牽伸區(qū)和集合區(qū)分離，在環(huán)錠紡羅拉牽伸與加捻之間疊加對纖維須條的氣動凝聚或集聚技術(shù)，增加了須條的緊密度，毛羽減少約20％，強力則提高約10％，同時，條干均勻度、機器效率等也有不同程度的提高，不僅可以降低加工成本，同時可以減少后加工工序。緊密紡的另一優(yōu)點是與原細紗機完全一致，只多出一對集聚羅拉，在原環(huán)錠細紗機上也可進行改裝，具有廣闊的市場前景。
緊密紡細紗機的控制系統(tǒng)較環(huán)錠細紗機復(fù)雜許多，首先是前后羅拉的嚴格同步，實現(xiàn)牽伸倍數(shù)和捻度的精密控制，保證高支數(shù)紗線的成紗質(zhì)量；其次是通過取消鋼領(lǐng)板的傳動齒輪，采用先進的伺服控制技術(shù)實現(xiàn)卷裝的電子成形技術(shù)，從而實現(xiàn)了機械機構(gòu)的簡化、生產(chǎn)速度的提高、以及紗線支數(shù)和管紗成形的自動調(diào)節(jié)。
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：
圖3 緊密紡細紗機傳動方案原理圖
在緊密紡細紗機的控制系統(tǒng)，采用了三套伺服驅(qū)動系統(tǒng)和無刷伺服電機，分別控制前、后羅拉以及鋼領(lǐng)板；采用1臺變頻器控制主傳動電機，采用1臺變頻器控制風機；整個系統(tǒng)采用邦納SHP一體式控制器進行控制和監(jiān)控，SHP一體式控制器與變頻器及伺服間采用高速CANopen總線進行通訊，同時采用SHP集成的觸摸屏進行系統(tǒng)操作和監(jiān)控。
控制要點：
1． 可編程控制器：由邦納SHP一體式控制器實現(xiàn)整機的邏輯控制和參數(shù)計算，實現(xiàn)整機的最優(yōu)控制。
SHP控制器是與傳統(tǒng)的控制產(chǎn)品不同，新型的邦納SHP控制器可以同時完成PLC和觸摸屏的功能，集成I/O和網(wǎng)絡(luò)接口人機界面，成本大大低于同性能PLC與人機界面組合，此款設(shè)備包括控制器，人機界面，內(nèi)置I/O，網(wǎng)絡(luò)和可移動的大容量數(shù)據(jù)存儲器，成為一個一體化單元，是一款功能強大，可信賴的控制產(chǎn)品，畫面和控制程序用同一個工業(yè)級軟件BAPS完成。由SHP一體式集成的觸摸屏實現(xiàn)紡紗參數(shù)的設(shè)定、顯示和故障監(jiān)控。
2． 細紗的成形：由伺服控制鋼領(lǐng)板升降。
應(yīng)用伺服控制器的電子凸輪功能， 預(yù)先下載兩條曲線至伺服驅(qū)動器，在機器啟動后，伺服接受信號輸入啟動凸輪曲線后兩條曲線交替切換工作。用戶可從人機界面上輸入相關(guān)參數(shù)，然后通過通訊傳到伺服相關(guān)參數(shù)可以修正曲線以適應(yīng)不同的產(chǎn)品需求。關(guān)于停電后恢復(fù)生產(chǎn)的功能，電子凸輪提供實時讀取當前主軸位置的功能，TLC6的內(nèi)存區(qū)內(nèi)可以提供若干斷電記憶的變量區(qū)間，我們利用這些功能將斷電前瞬間的位置記住，在恢復(fù)電源之后重新進行生產(chǎn)過程。
圖4 鋼領(lǐng)板升降電子凸輪曲線
1． 自動落紗:由位置型伺服實現(xiàn)細紗的高速、精準、全自動落紗。
應(yīng)用伺服控制器的(位置型) 點到點精確定位，同時應(yīng)用伺服控制器的內(nèi)置編程功能實現(xiàn)停電時的位置記憶。
2． SHP一體式集成觸摸屏：
清晰的操作屏幕：12” TFT， 800 x 600像素， 實現(xiàn)32768色彩色控制和監(jiān)視；
3． 現(xiàn)場總線通訊：速率高達1M的CANopen總線。
CANopen總線是基于CAN BUS的高層協(xié)議，秉承了CAN總線的抗干擾性強、高速、實時的優(yōu)點，另外CANopen應(yīng)用PDO、SDO、NMT等通訊對象，方便了總線的管理和應(yīng)用。邦納SHP一體式控制器具有強大通訊能力：內(nèi)置10/100M以太網(wǎng)接口，支持3個串口，可用Modbus/RTU master 或slave, Modbus/TCP, ASCII讀寫和調(diào)制解調(diào)器，除支持CANopen通迅之外還支持Profibus通訊。SHP一體式控制器的采用不僅可獲得高性能的總線通訊，而且非常經(jīng)濟。
總結(jié)：
作為自動化行業(yè)的領(lǐng)先者，美國邦納將利用幾十年產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用經(jīng)驗，結(jié)合邦納傳統(tǒng)的優(yōu)勢產(chǎn)品：無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品DX70/80、超聲波T30UX傳感器系列、工業(yè)智能指示燈系列、EZ-SCEEN光幕系列等等，與邦納SHP控制器相集成，配合這些檢測、信號傳輸?shù)犬a(chǎn)品，為用戶提供簡易完整、強大穩(wěn)定、可靠安全、靈活開放的解決方案，廣泛應(yīng)用在水處理、冶金、石油天然氣、煤礦，水泥、印包、鋼鐵、電子、汽車、地鐵、紡機等要求苛刻的現(xiàn)場環(huán)境中，為廣大機器制造商和最終用戶提供完整、簡易，開放，集成和靈活的自動化解決方案。
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